Calculadora de conservação do momento

A conservação do momento afirma que o momento total de um sistema isolado permanece constante. O momento, ou quantidade de movimento, é o produto da massa pela velocidade, escrito como p = mv. Como a velocidade inclui direção e sentido, o momento é uma grandeza vetorial. Em um cálculo unidimensional, o sinal positivo representa um sentido e o negativo, o sentido oposto. Por isso, a calculadora aceita velocidades iniciais negativas para objetos que se movem no sentido negativo do eixo escolhido. Antes da colisão, o momento total é m1u1 + m2u2. Depois, é m1v1 + m2v2. Se nenhum impulso externo atuar sobre o par, esses totais serão iguais. Uma colisão perfeitamente inelástica ocorre quando os objetos ficam unidos. Os dois passam a ter a mesma velocidade final, obtida dividindo o momento total inicial pela massa combinada. O momento é conservado, mas a energia cinética geralmente não. Parte da energia mecânica se transforma em deformação, calor, vibração ou som. Impactos de veículos e acoplamentos de vagões são aproximações úteis, embora sistemas reais possam apresentar outros movimentos e forças externas. Uma colisão perfeitamente elástica conserva tanto o momento quanto a energia cinética. A resolução das duas equações de conservação fornece uma velocidade final para cada objeto. No caso ideal conhecido, massas iguais trocam velocidades. Bolas de bilhar e interações entre partículas pequenas costumam ser modeladas como elásticas quando as perdas de energia são desprezíveis. A calculadora usa as equações analíticas padrão para uma colisão frontal elástica em uma dimensão. Use uma unidade de massa e uma unidade de velocidade de forma consistente. Os rótulos usam quilogramas e metros por segundo, então o momento é apresentado em quilogramas metro por segundo e a energia cinética em joules. Os momentos totais antes e depois devem coincidir, exceto pelo arredondamento na exibição. Em uma colisão elástica, as energias cinéticas totais também devem coincidir. Em uma colisão perfeitamente inelástica, a energia cinética final não deve superar a inicial. Este modelo pressupõe dois corpos, movimento retilíneo, contato instantâneo e ausência de força externa importante durante o impacto. Ele não modela rotação, ângulo de impacto, atrito após a colisão, detalhes de deformação nem coeficiente de restituição entre zero e um. Esses efeitos exigem um modelo mecânico mais detalhado. Dentro dessas hipóteses, a calculadora permite conferir exercícios, comparar tipos de colisão e entender como a massa e a velocidade com sinal determinam o resultado.